热固性树脂是一类在加热、加压或固化剂作用下，发生不可逆化学交联反应，形成三维网络结构的合成树脂。固化后不溶、不熔，兼具优异的物理与机械性能，广泛应用于石油化工、轨道交通、航空航天等领域。选材时，用户常遇到UL 94 V-0、极限氧指数等阻燃指标，却容易混淆其含义。下文将简要梳理树脂阻燃性能表征及应用，为用户提供指导。

一、常见树脂阻燃性能表征方法

      阻燃性能的表征方法众多，各有侧重。为便于对比差异，下表按方法类别进行了汇总。

      UL 94直接模拟材料在火源接触后的自熄能力与滴落物引燃性，是常用的阻燃等级评价方法。按照试样安装方向可分为垂直法（V）和水平法（HB），二者测试结果不等效。

       根据垂直法测得结果，将材料在垂直状态下自熄能力划分为V-O、V-1、V-2三个级别。

       V-0级：离火后10s内熄灭，火焰颗粒或滴落物未引燃棉垫；

       V-1级：离火后30s内熄灭，火焰颗粒或滴落物未引燃棉垫；

       V-2级：离火后30s内熄灭，火焰颗粒或滴落物引燃棉垫。

   根据水平法测得结果，将材料在水平状态下自熄能力划分为HB、HB40、HB75级三个级别。

       HB：离火后无可见有焰燃烧，或未超过100mm标线，或超过100mm标线速率满足要求（试验厚度≥3mm：燃烧速率未超过40mm/min；试验厚度＜3mm：燃烧速率未超过75mm/min）。

       HB40:离火后无可见有焰燃烧，或未超过100mm标线，或超过100mm标线燃烧速率未超过40mm/min。

       HB75:超过100mm标线,燃烧速率未超过75mm/min。

      极限氧指数（LOI）是衡量材料维持燃烧难易程度的指标，测试的是材料在氮氧混合气中维持燃烧所需的最低氧气浓度，氧气浓度以体积分数表示。LOI测试过程中，以点燃后的燃烧时间或者燃烧长度作为判定标准，比如LOI为28，表示在氧气浓度为28%时，燃烧的时间＜180s或者燃烧长度小于规定值（50mm或者80mm），意味着氧气浓度低于28%时材料就无法持续燃烧。

       UL 94考察在空气环境中材料离火自熄及滴落行为，而氧指数考察在不同氧气浓度下的燃烧时间及长度，二者测试方法不同，测试结果之间无法进行换算。有时氧指数很高（如35）的材料，因滴落严重可能连V-2都过不了。虽然二者无法进行换算，但也存在经验性联系，对于大多数材料来说，要达到V-0，氧指数通常需要达到一定的数值。对于同一种材料而言，氧指数越高，通过UL 94 V-0的概率越大。

      锥形量热仪法是目前模拟真实火灾场景最全面的小规模试验方法，通过测量材料在受热辐射下的燃烧行为，评估火势发展潜能。核心参数包括：

     热释放速率峰值（pk-HRR，kW/m²）：指材料燃烧过程中热释放速率的最高点。该值越低，表明火焰蔓延速度越慢，材料不易助长火势蔓延。

      总热释放量（THR，MJ/m²）：从点燃到火焰熄灭所释放的总热量。THR越小，材料对火灾的“燃料贡献”越低，火灾规模可控性越强。

      点燃时间（TTI，s）：材料暴露于热辐射下开始出现持续火焰的时间。TTI越长，材料越难被引燃。

      火灾性能指数（FPI = TTI / pk-HRR）：综合评估材料在真实火场中的危险程度，指数越高，材料越安全。

      锥形量热仪数据与UL 94、LOI无直接换算关系，但可为火灾模型设计、逃生时间预估等提供更真实的输入。

      烟密度用于定量评估材料燃烧时产生的烟雾浓度，核心指标为：

      比光密度最大值（Ds max）：在规定光路长度下，烟雾使透光率降低至最小值时的光密度值。Ds max越大，烟雾越浓，火场能见度越差。

      烟密度等级（SDR，ASTM E662）：通过积分比光密度‑时间曲线得到的无量纲等级，用于快速比较不同材料的发烟特性。

      透光率变化曲线：记录整个试验过程中透光率随时间的变化，可分析烟释放速率及烟雾持续时间。

      由此可见，不同阻燃评价方法侧重不同。UL 94 V-0材料可能仍会释放大量浓烟，在火灾中，往往烟气是导致人员伤亡的首要因素，在工业建筑、轨道交通、船舶、航空等密闭空间领域，烟密度法是强制补充指标。比如GB 8624《建筑材料燃烧性能分级方法》中，B1级材料同时要求LOI值≥32、UL 94 V-0、烟密度≤75。因此，在进行热固性树脂选材时，不能仅关注UL 94等级或LOI值，而应根据具体应用场景，综合评估其热释放、烟密度及毒性气体释放等性能。只有将阻燃、抑烟、低毒三者有机结合，才能真正提升材料在火灾中的安全性，为人员逃生和消防救援争取宝贵时间。

二、树脂阻燃技术路线

     为提升树脂的阻燃性能，通常采用物理或化学方法对其进行改性，关键在于干预燃烧的四个基本要素（可燃物、氧气、温度及链式反应），从而实现阻燃效果。具体技术路径如下：

   1) 气相阻燃：燃烧时释放不可燃气体，或捕捉燃烧链式反应中的高活性自由基，中断反应进程。通过添加卤系、磷系阻燃剂实现。

   2) 凝聚相阻燃：促进材料表面形成致密、隔热隔氧的炭层，阻断热质传递。可通过添加磷系、硼系阻燃剂或成炭剂实现。

   3) 中断热交换：利用吸热反应降低材料表面温度，减缓热分解。通常添加氢氧化铝、氢氧化镁等无机填料。

   4) 协效阻燃：多种阻燃机制协同作用，实现“1+1>2”的效果。典型体系包括磷‑氮复配、磷‑硅复配以及膨胀型阻燃剂。

三、阻燃树脂应用领域

（1）电力行业

     MFE 27 、MFE 27L是溴化双酚A型阻燃环氧乙烯基酯树脂，浇铸体氧指数32以上，满足UL 94 V-0级、GB 8624 B1级、GB 50222 B1级、ASTM E 84 火焰传播指数A级。适用于缠绕、拉挤、喷射、手糊等成型工艺，具有优异的耐腐蚀与耐热性能，尤其适用于烟气脱硫装置内衬及烟道等玻璃钢制品。

     CT之FRP桶身：MFE 27（溴化双酚A型阻燃VE树脂），缠绕工艺制备；

     CT之FRP盖板：MERICAN 9015BVP（反应型阻燃UP树脂），RTM工艺制备；

     CT之FRP导轨：MFE 27（溴化双酚A型阻燃VE树脂），拉挤工艺制备。

（3）轨道交通

     轨道交通领域用不饱和树脂及环氧乙烯基酯树脂（MERICAN 9016L-ATH/MFE 707（ATH））

   1) 无卤，低毒；

   2) 低粘度，高填充量（可填充ATH/APP等，添加量从100%-300%）；

   3) 玻璃钢氧指数高（50以上），烟密度低（15以下）；

   4) 可以适用于手糊、RTM、拉挤等成型工艺；

   5) 可以满足BS476、 NFF16 101、DIN5510、TB 3237、TB 3138的测试标准。

     轨道交通用阻燃环氧树脂，通过EN 45545-2 R7 HL2、EN45545-2 R1 HL1认证。

（4）船海工程

（5）建筑建材

     建筑建材系列产品特点：（MERICAN 9015/MERICAN 9015B/9016L/9016H）

   1) 低粘度，浸润性好，施工工艺性优良（适用于机制板材工艺）；

   2) 力学性能优良，断裂延伸率高（抗冲击强度高） ；

   3) 活性高，中高温固化速度快；

   4) 阻燃性能优良，玻璃钢的氧指数达到28、32等阻燃级别。

（6）新能源

     华昌聚合物研发的全新无卤阻燃解决方案MERICAN 3314树脂，用于生产新能源车辆和轨道交通零部件，适用于真空导入、RTM工艺，该无卤阻燃树脂三大特点：低粘度、低气味、可实现快速固化。不需添加任何填料复材阻燃等级即可达到UL94-V0，EN45545-2 R7 HL2。

     MERICAN 3316A/B是一种双组份的阻燃环氧树脂体系，中温快速固化，阻燃级别通过UL94 V-0，同时可满足HP-RTM/WCM工艺快速生产的需求（120℃3min固化后玻璃化转变温度>100℃）。

     MERICAN 3501是快速固化的预浸料树脂体系，通过UL94 V0认证，具有粘度低、快速固化（150℃5min）、操作窗口宽，力学性能优异，由MERICAN 3501树脂制作预浸料适用于真空袋压、模压、热压罐等成型工艺，应用于汽车、船舶等领域。

     MERICAN 3527环氧树脂是热熔型无卤阻燃环氧树脂体系，其预浸料通过EN 45545-2 R1 HL2/HL3测试，树脂粘度适中，与纤维浸润性好，具有良好的工艺性能，优异的力学性能等，应用于轨道交通、船舶等领域。

阻燃树脂一览表

作者：小七